[发明专利]磁流变液在超声近场和无级可调磁场作用下圆环型剪切特性测试平台

权利要求书

1.一种磁流变液在超声近场和无级可调磁场作用下圆环型剪切特性测试平台，其特征在于：它包括平台驱动部件、平台工作部件、力矩检测装置、转速检测装置和磁场检测装置，平台驱动部件利用电机为动力源，通过联轴器带动扭矩传感器测试出电机输出扭矩，再连接上连接轴穿过中空型光电编码器测试出输出转速；平台工作部件包括定子、转子和磁场发生三个核心组件，压电陶瓷贴于定子上表面，压电陶瓷通电激励定子的面外振动模态，从而使上导磁环下表面对转子容腔中的磁流变液辐射超声场，且通单相和两相正交电压能分别辐射驻波和行波型的超声场；连接轴与转子相连接驱动整个转子组件在隔磁套中自由转动，对磁流变液施加剪切；磁场发生组件装配在隔磁套上，励磁线圈产生的磁感线经过上导磁板、定转子组件、磁流变液、下导磁板和导磁套形成回路，对磁流变液施加磁场；力矩检测装置、转速检测装置和磁场检测装置分别用于检测转子圆筒的转动力矩、转速、磁场强度三个物理量，三路测试信号接入计算机数据处理系统，得到的磁流变液剪切应力、剪切变率、磁场强度数据表征出磁流变液超声场及磁场耦合作用下的磁流变液剪切的流变特性，据此能绘制出在不同超声场和磁场强度下磁流变液剪切应力与剪切变率关系曲线。

2.根据权利要求1所述的测试平台，其特征在于，定子转轴根部位置钻有结构孔，使得所需要的面外模态避免其他模态干扰，定子与止动轴连接，通过止动板和止动螺钉防止定子组件转动。

3.根据权利要求1所述的测试平台，其特征在于，在磁流变液容腔内侧设计有磁流变液补给腔，用于存储多余的磁流变液，置于内侧可避免磁流变液因旋转惯性导致分布不均；在磁流变液容腔外侧设计有十字螺纹孔用于添加磁流变液，径向螺纹孔可用于插入高斯计的探针，工作时则用螺钉胶接堵死，轴向螺纹孔在完成添加磁流变液后用螺钉拧紧；磁流变液容腔环槽与上导磁环以及上下导磁板的凸环在径向上对齐，转子由黄铜高磁阻材料制得以避免磁流变液容腔中磁场分布不均。

4.根据权利要求3所述的测试平台，其特征在于，上导磁板上的螺纹孔与转子上磁流变液添加螺纹孔对齐，方便磁流变液的添加，添加后用导磁螺钉拧上，避免干扰磁感线分布。

5.根据权利要求1所述的测试平台，其特征在于，在磁场发生组件中，励磁线圈和其尼龙骨架装配在隔磁套外圆上，而隔磁套和下导磁板通过螺钉紧固；隔磁套由低磁导率的黄铜制得，这使励磁线圈产生的磁感线依次经过上导磁板、定转子组件、磁流变液、下导磁板和导磁套形成回路，上下导磁板、上下导磁环和导磁套均由高磁导率的电工纯铁制得，整个电磁回路中除了留有必要焊点高度和回转间隙外均保证紧密连接以减小磁阻和磁漏。

6.根据权利要求5所述的测试平台，其特征在于，线圈骨架为尼龙制品，尼龙材料具有较高的耐热性；线圈采用无骨架线圈，以保证良好的热传递效果。

7.根据权利要求1所述的测试平台，其特征在于，将压电陶瓷通单相电，对磁流变液辐射驻波超声场，或将压电陶瓷通两相正交电压，此时对磁流变液辐射的是行波超声场；以进行磁流变液在不同形态超声场作用下的圆环型剪切特性测试。

8.根据权利要求1所述的测试平台，其特征在于，磁流变液容腔中的磁场强度和超声场强度能通过调节电流和电压的大小而无级可调；磁流变液的剪切变率能通过电机驱动器进行调节。

9.一种权利要求1所述的磁流变液在超声近场和无级可调磁场作用下圆环型剪切特性测试平台作为基于超声场和磁场耦合下的阻尼器或者作动器。